Cherenkov Telescope Array(CTA)計画:全体報告(9)窪秀利（京都大学）

CTA-Japan（107名） 手嶋政廣A，B，窪秀利C，戸谷友則D，浅野勝晃A，井岡邦仁E，池野祐平F，石尾一馬A，稲田知大A，井上進A，井上剛志G，井上芳幸H，猪目祐介I，岩村由樹A，内山泰伸J，梅津陽平F，大石理子A，
大岡秀行A，大平豊K，奥村曉L，M，小野祥弥N，折戸玲子O，加賀谷美佳N，格和純P，片岡淳Q，片桐秀明N，加藤翔A，掃部寛隆I，河島孝則L，川中宣太D，木坂将大E，岸田柊I，櫛田淳子F，郡司修一R，郡和範E，小山志勇H，今野裕介C，齋藤隆之C，榊直人A，佐藤雄太L，佐野栄俊S，澤田真理K，重中茜N，柴田徹K，高橋慶太郎T，高橋弘充P，高橋光成A，高見将太I，武田淳希R，田島宏康L，立原研悟S，田中周太A，田中孝明C，田中真伸E，田中康之P，谷川俊介C，千川道幸U，長紀仁N，辻本晋平F，鶴剛C，寺田幸功V，當真賢二W，門叶冬樹R，友野弥生F
鳥居和史S，内藤統也X，中嶋大輔A，長瀧重博Y，中森健之R，中山和則D，永吉勤V，西嶋恭司F，野田浩司A，
畑中謙一郎C，早川貴敬S，林田将明A，原敏X，馬場彩K，日高直哉L，平井亘F，広谷幸一A，深沢泰司P，深見哲志A，
福井康雄S，福田達哉S，藤田裕Z，増田周C，松岡俊介V，松本浩典AA，水野恒史P，村石浩AB，村瀬孔大A，
本橋大輔N，森浩二AC，柳田昭平N，山崎了K，山根暢仁L，山本常夏I，山本宏昭S，吉池智史S，吉越貴紀A，
吉田篤正K，吉田龍生N，吉田麻佑F，李兆衡H，DANG VIET TANN，Daniela HadaschA，Daniel MazinA

29機関

東大宇宙線研A，マックスプランク物理B，京大理C，東大理D，KEK素核研E，東海大理F，国立天G，ISAS/JAXAH，甲南大理工I，立教大理J，青学大理工K，名大STE研L，マックスプランク核物理M，茨城大理N，徳島大総科O，広大理P，早大理工Q，山形大理R，名大理S，熊本大理T，近畿大理U，埼玉大理V，東北大理W，山梨学大経情X，理研Y，阪大理Z，名大KMIAA，北里大医療衛生AB，宮崎大工AC

31か国>1200名日本天文学会秋季年会

甲南大学

2015/9/11

CTAで狙うサイエンス
Cherenkov Telescope Array(CTA)

CTA

一桁高い感度広帯域化(20 GeV-300 TeV)
角度分解能2倍(2分@1TeV)

観測天体

NASA/Fermi
Hester+

ガンマ線
バースト

超新星残骸

パルサー

連星系

銀河団

活動銀河核

宇宙線起源 ブラックホール

NAOJ//AND You Inc.

赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史

暗黒物質対消滅γ線探索
ローレンツ不変性検証CTAで探る遠方宇宙
TeVCat現在162の天体が検出>1000の天体が検出予想

宇宙誕生から90億年後宇宙誕生から16億年後現在見える宇宙CTAで見える宇宙大気チェレンコフ望遠鏡配置
南北に２ステーション⇒全天観測NEWS

南北サイト決定

LST
口径23m(今年7月)

20 GeV－1 TeV

南半球

1 km

北半球
MST12m

SCT10m0.1－10 TeV
台数サイト

LST

MST

SCT

SST

南半球

４２５２４７０北半球

４１５ フルアレイによる観測 2021年～ （公開天文台） SST ～4m 5－300 TeV

ＣＴＡ 北サイト@スペイン

カナリア諸島

ラパルマ島

Roque de los Muchachos
天文台

MAGIC 望遠鏡＠標高2200 mに隣接してLST 4台＋外側にMST 15台建設
LST 2-4号機(2017-2020)
LST 1号機(2016)

MAGIC-IIMAGIC-I

CTA 南サイト@チリ
VLT (8.2m×4) アタカマ砂漠セロ・
アルマゾネス山
標高3060m

E-ELT (39m)

パラナル天文台(ESO)
標高2635m

CTAGoogleESO

運用開始 2024年

CTA南サイトESOと協力し建設・運用

Credit ESO

口径23m LSＴ－国際協力体制－
9か国：日本(60), ドイツ(40), スペイン(82), イタリア(28), フランス(21),ブラジル、スイス、インド、スウェーデン

日本グループ
鏡・カメラ 開発の中心的役割
Flywheel, UPS(独西)Comp. (独伊)FPI/Elec (日伊)Camera body (西)CSS (仏伊)StarGuider (スウェーデン)CalibBox (印伊)Structure (独)Access Tower (独)MIR (日)Interface PL (独伯日)Actuator (日瑞)CMOS-Cam (独日)
Drive (独仏西)
Bogie (独西)Rail (独西)Foundation (独西)LST建設スケジュール

 今年３月 カナリー宇宙物理研究所と東京大学宇宙線研究所 LST1号機 MoU締結
 今年10月 鍬入式⇒2016年度 LST 1号機の望遠鏡組上とファーストライト
 2017-2020年 LST 2-8号機建設 ⇒ 2021年 フルアレイ観測日本グループによるLST開発－鏡・方向制御⇒林田講演＋長ポスター@企画セッション 反射率測定

1.5m鏡

Peak～94%@370nm 鏡面精度測定(2f法)
反射スポット像

 鏡支持構造設計

198枚/台 曝露試験
 温度変化・振動試験
 アクチュエーター制御
 試験構造体日本グループによるLSＴ開発―カメラ⇒山本・猪目・武田講演＋永吉・掃部・増田ポスター@企画セッション
視野 4.5度
2.2m

 2000本PMT 較正終了
 ライトガイド
量産中

入射窓試作

筐体製作：スペイン

PMT 1855本/LST
265 モジュール/LST ミニカメラ製作中(PMT 133本)

PMT 7本 CW-HV・
 振動試験

GHz波形サンプリング回路（150台製作完了） 350mm

プリアンプ・ DAQ構築(サーバー・Switch)
HV制御等口径12m MST Davies-Cotton型 (欧州)
メカニカルプロトタイプ建設＠ベルリン 2013年5月竣工
カメラプロトタイプ①PMT+アナログメモリ方式②PMT+FADC方式
1/12モデル(144素子)

カメラ
PMT～1800本
視野～8度

小口径SST－3タイプ－
 Davies-Cotton型(欧) Schwarzschild-Couder型(欧+米+豪+名大)

口径４ｍ
カメラ：視野９度
SiPM (1296 ch)+250MHz-FADC①GCT 口径4.２+1.8m

NEWS
プロトタイプ@フランス
今年4月竣工SiPMカメラ(2048ch)

田島ポスター@企画セッション
プロトタイプ@ポーランド
昨年6月竣工②ASTRI 口径4+2m
プロトタイプ@イタリア
昨年9月竣工SiPMカメラ(2368 ch)サイエンス検討+シミュレーション
 Key Science Project（CTA Consortiumが持つ観測時間を使った大規模観測計画。CTA全観測時間の30－50%、～500－1000時間以上/計画/10年）の具体的検討。
日本グループによる計算結果の例
 SNR RXJ1713.7-3946
 GRB
Fermi LATの1万倍の感度⇒高統計で短時間変動測定
080916C(z =4.3)
E>30GeV, 0.5秒/bin
CTA
CTA 5050 hrhr
実線：hadron
寄与10%
破線：leptonのみ[sec]
その他AGN, surveyなどに、日本グループ大きく貢献

・ Monte CarloによるCTAデザイン研究と観測性能：稲田ポスター@企画セッション

まとめ CTA計画：大(23ｍ)中(10-12m)小(4m)口径からなる大気チェレンコフ望遠鏡群設置。今年7月サイト決定（北：スペイン・ラパルマ島、南：チリ・パラナル）。
３１か国 1200名以上の国際協力。公開天文台。2021年フルアレイ観測開始。
 20GeV-100TeV領域で従来より一桁良い感度で、1000を超えるガンマ線源が銀河系内・系外に検出されると予想。粒子加速機構・宇宙線起源・宇宙の星形成史の解明、ローレンツ不変性検証、暗黒物質対消滅γ線探索。
 プロトタイプ望遠鏡建設進む
LST(1号機)：要素量産中。2016年度 望遠鏡組上@ラパルマ島とファーストライト
MST：ドイツ（2013年竣工）
SST 3種：①ポーランド(2014年) ②イタリア(2014年) ③フランス(2015年)
 CTA-Japan の貢献• 大口径望遠鏡ミラー、ミラー方向制御、光学系全般、光電子増倍管、カメラ読み出し回路、DAQ開発の中心的役割• 小口径Schwarzschild-Couder望遠鏡カメラ開発• Monte Carlo による性能評価、最適化• CTA Key Science Project の策定（AGN, GRB, SNRなど)